초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 과제는 가동 및 신규 원전에 도입되는 네 가지 분야의 신형 안전시스템에 대한 리스크 평가 기반기술 확보를 연구 목표로 하고 있음.
- Level 2 PSA 지원을 위한 인간신뢰도분석(HRA) 기술 개발
- 안전등급 DI&C 계통 신뢰도 통합 평가체계 개발
- 디지털 주제어실 HRA 기술 개발
- 피동안전계통(passive safety system) 신뢰도 평가기술 개발

연구개발성과
● Level 2 PSA HRA 개발 분야에서는 설계기준초과사고대응전략(FLEX/M

연구의 목적 및 내용
본 과제는 가동 및 신규 원전에 도입되는 네 가지 분야의 신형 안전시스템에 대한 리스크 평가 기반기술 확보를 연구 목표로 하고 있음.
- Level 2 PSA 지원을 위한 인간신뢰도분석(HRA) 기술 개발
- 안전등급 DI&C 계통 신뢰도 통합 평가체계 개발
- 디지털 주제어실 HRA 기술 개발
- 피동안전계통(passive safety system) 신뢰도 평가기술 개발

연구개발성과
● Level 2 PSA HRA 개발 분야에서는 설계기준초과사고대응전략(FLEX/MACST) HRA 방법/지침 개발 및 중대사고관리지침서(SAMG)의 전략 의사결정 확률평가 방법 및 HRA 기술을 개발함. SAMG HRA 방법은 Screening 및 Detailed HRA 2가지 방법을 모두 개발하여 필요에 따라 사용할 수 있도록 하였으며, 특히 Detailed 방법에서는 퍼지개념기반의 의사결정 확률 추정 모델과 SAMG TTX 실험 기반의 단순화된 Decision Tree 기반 추정 방법을 제시함.
● 안전등급 DI&C 계통의 고장검출률(FDC)을 정량적으로 도출하는 방법론을 개발하고 실제 시험을 통해 타당성을 검증함. 또한 효율적인 FDC도출을 위하여 C언어 기반의 고장 주입 및 FDC 평가 자동화 도구인 FISim(Fault injection simulator)을 개발하고, FMEA 기반 고장-메모리 맵핑 데이터베이스를 개발함.
● APR1400 주제어실과 같은 디지털 인터페이스 기반 주제어실의 실증 데이터에 기반한 운전원 신뢰도 평가 정량규칙을 개발함. 인적실패사건의 발생요인을 시간의 부족, 인지적 행위의 오류, 절차서 외적 행동의 영향으로 분류하였으며, 이를 평가하기 위한 전반적 평가체계를 수립함. 본 연구결과는 그동안 대부분의 HRA 방법론들이 지적받은 실증데이터의 부족이라는 한계를 극복한 첫 방법론으로 그 의의가 큼.
● 딥러닝 기술을 이용한 국내 고유 피동안전계통 신뢰도 평가 방법론을 개발함. 특정 피동안전계통 및 대표 사고 시나리오를 선정하고 주요 성능영향변수의 도출 및 몬테카를로 샘플링을 통하여 피동안전계통의 다량의 열수력 분석 및 불확실도 분석을 수행함. 열수력 분석 결과를 딥러닝 기술에 적용하기 위한 데이터로 가공하여 딥러닝 기술을 이용해 피동안전계통의 성공 실패를 결정짓는 Failure Surface를 생성하고, 다량의 성능영향변수 데이터 셋을 샘플링한 후 생성된 Failure Surface에 적용하여 국내 고유 피동안전계통 신뢰도평가 방법론을 정립함.

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
● 산업체 및 규제 활용: FLEX/MACST HRA 지침과 SAMG HRA 방법, 디지털 주제어실 HRA 기술은 개정 원자력안전법에 따른 국내 사고관리계획서 및 안전목표 달성을 위한 리스크 평가 및 관리 방법으로 직접적으로 활용할 수 있으며, 아울러 규제검증용 리스크정보활용 의사결정(RIDM) PSA 모델 개발과 여러 규제 의사결정에 직간접적으로 활용할 수 있음.
● 해외수출 성과: 디지털 주제어실 HRA 기술은 그 자료의 신뢰성과 분석기술을 인정받아 2019년 10월부터 미국 EPRI와의 기술 수출형 공동연구계약을 체결함($93,775). 이와 관련되어 운전원의 시간 관련 신뢰도 분석 기술은 국내 뿐 아니라 해외 특허로도 출원되어 제품화를 시도할 예정임.
● 국제협력 진행: 디지털 주제어실 HRA 기술은 미국 USNRC/EPRI/INL, 체코UjV, 노르웨이HRP 등과 기술협력 및 공동연구과제를 진행중임. DI&C 계통 신뢰도 분야에서는 OECD/NEA WGRISK 과제인 DIGMAP task를 PSI와 공동 리더로서 수행하고 있으며, 본 과제를 통해 개발된 내용을 국제공동연구에 활용하고 있음.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 표목차 ... 7
• 그림목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발과제 개요 ... 12
• 제 1 절 연구 배경 및 필요성 ... 12
• 1. Level 2 PSA HRA (Human Reliability Analysis) 기술 개발 필요성 ... 12
• 2. 안전등급 DI&C 계통 신뢰도 통합 평가체계 연구개발 필요성 ... 13
• 3. 디지털 주제어실 HRA 기술 개발 필요성 ... 13
• 4. 피동계통 신뢰도 평가기술 개발 필요성 ... 14
• 제 2 절 연구 목표 및 내용 ... 14
• 1. 연구 목표 ... 14
• 2. 연구 내용 ... 15
• 제 2 장 연구수행내용 및 성과 ... 17
• 제 1 절 Level 2 PSA HRA 기술 개발 ... 17
• 1. 연구개요 및 체계 ... 17
• 2. FLEX/MACST 인간신뢰도분석(HRA) 방법 개발 ... 17
• 3. SAMG (or Level 2 PSA) HRA 방법 개발 ... 36
• 제 2 절 안전등급 DI&C 계통 신뢰도 통합 평가체계 개발 ... 97
• 1. 연구 목표 및 내용 ... 97
• 2. FDC 정량화 시험 개요 ... 99
• 3. FDC 정량화 시험 자동화 환경 개발 ... 103
• 4. 시험 셋업 (Test Setup) 개발 ... 113
• 5. Fault-memory mapping DB 개발 ... 119
• 6. FDC 정량화 시험 수행 ... 132
• 7. FDC 정량화 절차서 개발 ... 138
• 8. 결론 ... 140
• 제 3 절 디지털 주제어실 HRA 기술 개발 ... 141
• 1. 디지털 주제어실 HRA 방법론 개발 방향 ... 141
• 2. 디지털 주제어실 인간 신뢰도 분석 정량규칙 개발 ... 154
• 제 4 절 피동계통 신뢰도 평가기술 개발 ... 191
• 1. 피동안전계통 신뢰도 평가 연구 현황 ... 191
• 2. 국내 고유 피동안전계통 신뢰도 평가 방법론 ... 197
• 3. 방법론 적용 사례 분석 ... 199
• 제 3 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 210
• 제 1 절 연구목표 ... 210
• 제 2 절 연구목표 달성도 ... 210
• 1. 1차년도 연구목표 달성도 ... 211
• 2. 2차년도 연구목표 달성도 ... 212
• 3. 3차년도 연구목표 달성도 ... 213
• 제 3 절 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책 (후속연구의 필요성 등) ... 214
• 제 4 절 관련분야 기여도 ... 214
• 제 4 장 연구개발결과의 활용계획 ... 216
• 붙임. 참고문헌 ... 218
• 끝페이지 ... 225